[发明专利]基于高程图像的复杂微地形识别与输电线路风偏计算方法

说明书

本发明公开了一种基于高程图像的复杂微地形识别与输电线路风偏计算方法，考虑到输电线路所在地的地形因素对风速的影响，采集输电线路所在地区的地理数据建立三维模型，然后用有限元分析软件对地形三维模型进行风场仿真，得到复杂微地形的实际风速；最后利用支持向量机算法对大量的地形三维模型和其风场仿真结果进行学习、训练，实现对复杂微地形实际风速的智能识别预测，将获得的实际风速代入输电线路风偏计算公式中计算出具体山地地形下导线的风偏角和风偏位移。本发明方法适用于大部分典型的复杂山地微地形，智能识别出导线所在高度的实际风速，从而优化复杂微地形输电线路设计的技术方案，大大提高工作效率和线路的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于高程图像的复杂微地形识别与输电线路风偏计算方法，属输配电技术领域。

背景技术

我国电网的电压等级提高使远距离输电成为可能，输电线路远距离的架设避不开复杂地形的山地区域。复杂微地形的地形因素对风速的影响导致输电线路所在高度的实际风速与平坦区域的风速偏差较大，使得线路风偏位移有一定差距。因此在建设输电线路时应考虑山地地形对风速的影响，这样会使得输电线路风偏故障的概率大大降低。考虑到山地地形对风速的作用，输电线路风偏计算要对传统的风偏计算公式进行一系列的修正后再计算。随着人工智能的发展，可以对复杂微地形对风速的作用进行一个智能的识别，然后得出对传统风偏计算公式的修正系数。通过智能识别判断复杂微地形对风速的影响，大大缩短输电线路风偏计算的时间，减少人工操作带来的失误，提高输电线路设计的快捷性、智能性。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于高程图像的复杂微地形识别与输电线路风偏计算方法，使输电线路的风偏计算更加方便、智能、快捷。

本发明的技术方案是:获取现场地形的高程图像、杆塔经纬度坐标信息、杆塔型号和当地气象数据等信息并且利用高程数据软件采集输电线路所在地区的相应地理数据，然后采用拉格朗日插值法得到现场地形的三维模型，再通过有限元分析软件对复杂微地形下的三维风场仿真计算输电线路所在地风速场的空间分布，得到地形因素对风速的影响结果。最后用支持向量机算法对大量的地形三维模型和其风场仿真结果进行学习、训练，实现对一个新的地形三维模型风场结果的预测，直接得到现场地形的实际风速。将智能得出考虑山地地形因素后的风速代入输电线路风偏计算公式中求得风偏角和风偏位移。

一种基于高程图像的复杂微地形识别与输电线路风偏计算方法，

步骤1、获取输电线路架设现场地形的高程图像、杆塔经纬度坐标、杆塔型号、当地气象数据；

步骤2、利用全球数字高程模型采集输电线路架设现场地区地理数据，经处理得到数字高程数据图：使用全球数字高程模型对输电线路所在地区的地理数据进行采集和处理分析，导出输电线路所在地区的地形数据图，对初始地形图像按照不同的海拔高度进行截取，获得不同高度对应的RGB图像,然后对图像进行灰度处理，将RGB图像转化为对应的灰度图像，将获得的地形数据灰度图像做进一步处理，得到拥有极高精度的地形对应的数字高程数据图；

步骤3、采用滑动式拉格朗日插值法建立输电线路架设现场地形的三维模型，结合输电线路的杆塔以及导线的简易三维模型，杆塔以及导线的简易三维模型按照采集得到输电线路每一基杆塔坐标及其按标号的连线代入到相应的输电线路架设现场地形的三维模型，可以得到输电线路整体的三维模型，输电线路整体的三维模型包含现场地形、杆塔和导线的三维模型；

步骤4、用有限元分析软件对输电线路整体的三维模型进行风场仿真，得到复杂微地形的实际风速；

步骤5、采用支持向量机算法对大量的地区输电线路整体的三维模型和仿真结果学习、训练，构建支持向量机算法模型；

步骤6、通过支持向量机智能算法模型对目标地形的输电线路整体的三维模型进行风场结果预测，得到输电线路架设所在高度的实际风速；

步骤7、将风速结果代入输电线路风偏计算公式中得到风偏结果。